Proiectarea unui aparat de schimb de căldură în care se condensează propan

TEMA DE PROIECTARE

N = 36

Sa se efectueze calculul termic de dimensionare a unui aparat de schimb de căldură in care se condensează propan.

Date inițiale:

- temperatura propanului la intrare in condensator: t1’=(24+0,5⋅????) 0C;

- apa de răcire are: la intrare, temperatura de t2’ = 150C, iar la ieșire t2” = 210C;

- apa de răcire circula prin interiorul țevilor, iar propanol prin exterior;

- debitul de propan este ????1- =(7+0,1⋅????)????/ℎ.

ETAPELE PROIECTULUI:

Etapa I de lucru:

- Să se stabilească datele inițiale, funcție de valoarea lui N (numărul curent din apel);

- Să se calculeze debitul de propan în unități ale Sistemului Internațional (SI);

- Să se traseze diagrama de variație a temperaturii în condensator;

- Să se calculeze diferența medie logaritmică de temperatură, în ipoteza că cele două

fluide circulă în contracurent.

Etapa a II-a de lucru:

- Calculul de predimensionare al aparatului de schimb de căldură.

Etapa a III-a de lucru:

- Determinarea coeficientului de transfer de căldură prin convecție α2 pe partea apei de răcire.

Etapa a IV-a de lucru:

- Determinarea coeficientului de convecție α1al vaporilor de propan care condensează.

Etapa a V-a de lucru:

- Determinarea coeficientului global de transfer de căldură.

Etapa a VI-a de lucru:

- Dimensionarea aparatului de schimb de căldură.

Etapa a VII-a de lucru:

Stabilirea schemei constructive a aparatului de căldură

3

ETAPA I

- Sa se stabilească datele inițiale, funcție de valoarea lui N (numărul curent din apel);

- Sa se calculeze debitul de propan in unități ale Sistemului International (SI);

- Sa se traseze diagrama de variație a temperaturii in condensator;

- Sa se calculeze diferența medie logaritmica de temperatura, in ipoteza ca cele doua fluide circula in contracurent.

Schimbătoare de căldură pentru condensarea propanului

Schimbătoarele sunt aparate termice in care are loc transferul de căldură de la un agent termodinamic mai cald, la altul mai rece.

Clasificarea aparatelor de schimb de caldura:

a) dupa destinatie:

- vaporizatoare sau condensatoare;

- incalzitoare sau racitoare;

b) dupa tipul contructiv:

- de suprafata(cu tevi sau cu placi);

- prin amestec;

c) dupa modul de circulatie a agentilor termici:

- echicurent;

- contracurent;

- curent incrucisat sau mixt;

d) dupa regimul de lucru:

- stationar;

- nestationar;

e) dupa modul de preluare a dilatarilor termice:

- rigide;

- semielastice;

- elastice;

f) Dupa numarul de treceri ale agentului termic:

- cu o trecere;

- cu mai multe treceri;

4

g) Dupa transformarile fizico-chimice suferite de agentul termic in procesul de schimbare de caldura:

- fara schimbarea starii de agregare;

- cu schimbarea starii de agregare;

- au loc reactii chimice (ardere);

In figura 1 este prezentata diagrama de variației a temperaturilor celor doua fluide in lungul suprafeței despărțitoare, la un schimbător de căldură cu circulația agenților termici in contracurent.S-au notat: - 1 fluid cald;- 2 fluid rece;- indicele prim (‘) intrare;- indicele secund (“) ieșire.Transformările termodinamice din aparatele de schimb de căldură, daca se neglijează pierderile de presiune, sunt izobare. In fiecare aparat circula fluidul cald, caracterizat prin debit masic(????- 1), capacitate calorica masica la presiune constanta (????????,1) si temperatura de intrare, respectiv ieșire(????1′>????1") si fluidul rece, caracterizat prin debit masic(????- 2), capacitate calorica masica la presiune constanta (????????,2) si temperatura de intrare, respectiv ieșire(????2′<????2").